Cellule gliale fournissant des protéines (en vert ... - CEA Saclay

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Cellule gliale fournissant des protéines (en vert ... - CEA Saclay

Mesurer la puissance résiduelle d’un combustible usagé NUCLÉAIRE

L’échantillon de

combustible a été irradié

dans le réacteur Osiris

pendant trois cycles

de 25 jours.

Un objet

technologique unique

Le calorimètre renfermant le crayon est un

objet technologique unique. Mesurer des

quantités de chaleur associées à des

rayonnements ionisants impose de recourir à

des écrans absorbants massifs, dont l’inertie

thermique nuit à la cadence des mesures

(toutes les cinq secondes). Il faut par ailleurs

bannir les fuites thermiques et pour cela,

aligner rigoureusement la température du

calorimètre sur celle de son environnement.

Et comme l’instrument utilise des phénomènes

d’évaporation et de condensation, il faut que

l’eau bouille... à 22°C, ce qui se produit quand

on abaisse la pression d’un facteur quarante.

Plus que les mesures de températures à

quelques ‰ près, ce sont celles de débits

d’eau à 1 ‰ près qui représentent une

véritable prouesse. Des performances

absolument nécessaires pour atteindre la

précision inférieure à 1% sur la mesure de la

puissance thermique résiduelle du crayon !

© P. ROSUEL / CEA

combustible analogue à celui d’une centrale

nucléaire dans un réacteur expérimental et à

mesurer la puissance thermique libérée par le

combustible sitôt sorti du réacteur. Une des

principales difficultés réside dans ce dernier

détail…

Des gestes optimisés pendant

plus d’un an

Reprenons le fil de l’expérience. Un échantillon

de crayon de combustible neuf d'EDF est installé

en périphérie du cœur du réacteur expérimental

Osiris, à Saclay, où il est irradié

pendant près de trois mois. D’une longueur de

quarante centimètres, il est solidaire d’un

flexible d’une douzaine de mètres, équipé de

dispositifs de mesure et de contrôle. Dès l’arrêt

du réacteur, ce tuyau, baptisé « boa » par les

expérimentateurs, doit être transféré le plus

vite possible depuis le cœur d’Osiris, à neuf

mètres sous eau, jusqu’à la cellule blindée du

bâtiment attenant au réacteur. Arrivé là, le

crayon doit être introduit à l’intérieur d’un

calorimètre, après avoir été séparé du flexible.

Vingt-six minutes : tel est le score réalisé par

l’équipe de vingt personnes pour cette

séquence accélérée de manœuvres spécialisées.

Cette performance résulte d’un travail collectif

de plus d’une année auquel a collaboré un

ergonome extérieur à l’installation. Une

dizaine de répétitions, dont cinq filmées, a

permis de régler à la perfection les enchaînements

des gestes de tous les intervenants :

prendre le mousqueton sur la rambarde, accrocher

l’élingue, etc.

L’œuvre de nombreuses équipes

La genèse du projet remonte à une dizaine

d’années, avec le dimensionnement de l’expérience

par des physiciens et modélisateurs de

Saclay. Les expérimentateurs du réacteur Osiris

ont ensuite conçu et développé les dispositifs

à irradier et l’instrumentation associée. La

conception du calorimètre a été confiée à des

ingénieurs de Grenoble (voir ci-dessous) tandis

que des équipes de Marcoule et de Saclay

étaient mobilisées pour des analyses du crayon

après les cinquante jours de mesures calorimétriques

: mesurer les rayonnements gamma

émis par le crayon (Saclay), dissoudre le combustible

(Marcoule), réaliser l’analyse chimique

ultrafine du matériau en solution par

spectrométrie de masse spécialisée (Saclay),

etc. Dans les mois qui viennent, ce sont au total

plus de dix mille mesures que les modélisateurs

auront à dépouiller et interpréter pour parfaire

leurs outils de simulation !

1/ Ces assemblages sont ensuite transférés dans une

piscine d'un bâtiment voisin et stockés là quelques mois.

2/ Assemblage : ensemble de crayons de combustibles.

3/ Les isotopes d'un même élément chimique ne se

distinguent que par le nombre de neutrons que

renferment leurs noyaux atomiques. Si leurs masses sont

légèrement différentes, leurs propriétés chimiques sont

identiques. Deux isotopes de l’uranium sont présents

dans le combustible neuf : 96,3% d'U 238 non fissile et

3,7% d'U 235 fissile.

4/ MERCI : Mesure de l’Énergie Résiduelle d’un Crayon

Irradié.

CENTRE CEA DE SACLAY LE JOURNAL

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